Сульфид цинка ZnS: свойства, получение, применение

Сульфид цинка ZnS — нерастворимая в воде соль сероводородной кислоты, белый осадок, молярная масса 97 г/моль.

Ключевые факты

Формула
ZnS
Класс
соль (средняя, нерастворимая)
Молярная масса
97 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 97,44 г/моль
Другие названия
цинковая обманка (природный минерал); сфалерит
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Zn +2, S −2
Связь
ионная между Zn2+ и S2−
Кристаллическая решётка
ионная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сульфид цинка?

Сульфид цинка — единственный из распространённых нерастворимых сульфидов, который выпадает белым осадком. Остальные окрашены: сульфид меди и свинца чёрные, сульфид кадмия жёлтый, сульфид марганца розовый. Поэтому ZnS — частый герой заданий на цвета осадков.

В природе он встречается как минерал цинковая обманка (сфалерит) и служит главной рудой цинка. Другая важная особенность: в отличие от сульфидов меди и ртути, сульфид цинка растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах, выделяя сероводород.

Какие физические свойства у сульфида цинка?

Физические свойства: сульфид цинка ZnS
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбелый или серовато-белый порошок, природные образцы жёлтые, коричневые до чёрного из-за примесей
Растворимость в водепрактически нерастворим
Растворимость в кислотахрастворяется в соляной и разбавленной серной кислотах
Свойствопод действием излучения светится, если добавлены активаторы

Какие химические свойства у сульфида цинка?

Химические свойства сульфида цинка определяются слабостью сероводородной кислоты и восстановительной природой сульфид-иона. Кислоты вытесняют сероводород, а кислород воздуха при нагревании окисляет серу до оксида серы(IV).

  1. Растворение в соляной кислотеZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S↑
  2. Сокращённая ионная форма реакции с кислотойZnS + 2H+ → Zn2+ + H2S↑
  3. Обжиг на воздухе: основа получения цинка2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2↑Условия: нагревание, обжиг
  4. Восстановление оксида цинка углёмZnO + C → Zn + CO↑Условия: нагревание выше 1000 °C

Растворимость в сильных кислотах отличает сульфид цинка от сульфидов меди, свинца и серебра: те в соляной и разбавленной серной кислотах не растворяются. На этом различии строят задания на цвета и поведение осадков.

Как получают сульфида цинка?

Обмен в растворе

Сульфид цинка осаждают из раствора любой растворимой соли цинка сульфидом натрия или аммония. Выпадает белый осадок, а соли остаются в растворе.

  • ZnCl2 + Na2S → ZnS↓ + 2NaCl

Из простых веществ

Цинк и серу нагревают вместе: реакция идёт с выделением теплоты, и получается сульфид.

  • Zn + S → ZnS

Как распознать сульфид цинка? Качественная реакция

Ионы цинка определяют по реакции с сульфид-ионами: выпадает белый осадок сульфида цинка, который растворяется в соляной кислоте. Белый цвет отличает его от чёрных сульфидов меди, свинца и серебра.

  • Zn2+ + S2− → ZnS↓

Где применяют сульфида цинка?

  • сырьё для металлургии цинка: руду обжигают и восстанавливают;
  • белый пигмент: в смеси с сульфатом бария его используют как литопон;
  • люминофор для экранов и светящихся красок;
  • оптический материал: окна и линзы для инфракрасного излучения.

Меры предосторожности. Сам сульфид цинка малотоксичен, но при действии кислот выделяет ядовитый сероводород, а при обжиге образуется сернистый газ. Эти реакции проводят только в вытяжном шкафу.

Чему равна молярная масса сульфида цинка?

M(ZnS) = 65 + 32 = 97 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 97,44 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сульфид цинка встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сульфида цинка?

M(ZnS) = 65 + 32 = 97 г/моль.

Почему сульфид цинка растворяется в кислотах, а сульфид меди нет?

Сульфид цинка гораздо лучше растворим, чем сульфид меди(II). Ионы водорода связывают сульфид-ион в сероводород и этого достаточно, чтобы осадок цинка ушёл в раствор, а для сульфида меди такого связывания мало.

Какого цвета осадок сульфида цинка?

Белый. Это его главное отличие от других нерастворимых сульфидов, которые чёрные, коричневые или цветные.

Как из цинковой обманки получают металл?

Руду обжигают, получая оксид цинка и сернистый газ, а затем восстанавливают оксид углём. Сернистый газ идёт на производство серной кислоты.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: цинк Zn, сера S.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники